電験三種 平成27年度(2015) 機械 問10 過去問解説
図のような直流チョッパがある。
直流電源電圧 $E = 400\,\mathrm{V}$，平滑リアクトル $L = 1\,\mathrm{mH}$，負荷抵抗 $R = 10\,\Omega$，スイッチSの動作周波数 $f = 10\,\mathrm{kHz}$，通流率 $d = 0.6$ で回路が定常状態になっている。Dはダイオードである。このとき負荷抵抗に流れる電流の平均値[A]として最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) 2.5
- (2) 3.8
- (3) 16.0
- (4) 24.0
- (5) 40.0
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正解は(4)
使う公式
降圧チョッパの出力電圧 $V = dE$（V：出力電圧の平均[V]、d：通流率（オンの時間の割合）、E：電源電圧[V]）
オームの法則 $I = \dfrac{V}{R}$
解説
【考え方】スイッチがオンの間だけ電源の電圧がかかるので、平均の電圧は電源電圧に通流率をかけたものになります。コイルは平均の電圧を変えません。
■1 電圧の波形
S がオンの間（周期の0.6）は 400 V、オフの間はダイオードが電流を流し続けて 0 V です。
コイル L は直流では電圧の平均が0なので、抵抗には平均の電圧がかかります。
$V = 0.6 \times 400 = 240\,\mathrm{V}$
■2 負荷の電流
L と周波数は、電流のゆれの大きさに関係しますが、平均値には関係しません。
$I = \dfrac{240}{10} = 24.0\,\mathrm{A}$
答えは(4)ピヨ。
S がオンの間（周期の0.6）は 400 V、オフの間はダイオードが電流を流し続けて 0 V です。
コイル L は直流では電圧の平均が0なので、抵抗には平均の電圧がかかります。
$V = 0.6 \times 400 = 240\,\mathrm{V}$
■2 負荷の電流
L と周波数は、電流のゆれの大きさに関係しますが、平均値には関係しません。
$I = \dfrac{240}{10} = 24.0\,\mathrm{A}$
答えは(4)ピヨ。
出典：平成27年度（2015） 第三種電気主任技術者試験（電気技術者試験センター）機械 問10